毕业设计（论文）-滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计.doc

学士学位论文 滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计 摘要：摘要： 本滚筒式抛丸清理机的工作原理是利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断 翻转的锥铸件或者锻件，来清除其表面的残余型砂或者氧化铁皮、清理均匀、生产效率 高，适宜于中、小型铸锻车间清理小件使用，解决了小批量零件的清理工作。 设计过程中，利用一级链传动减速带动滚筒和提升斗的回转和实验弹丸的循环使用。 为了清除铸件或锻件表面的残余型砂或氧化铁皮利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚 筒内不断翻转的零件。要求达到如下目的：a 综合运用机械和电器知识；b 弹丸循环及分 离装置设计；c 除尘器设计；d 弹丸循环及分离装置、集尘器零件的设计。 采用一级齿轮传动带动的抛丸器滚筒的抛丸工作，同时，运用干式旋风型除尘装置 进行尘土分离工作。弹丸循环装置由滚筒护板于壳体之间的螺旋带提升斗及分离筛组成。 由叶轮抛出的弹丸射击工件之后，从滚筒护板上的格子孔进入护板与筒壳体之间得空隙 内，借助螺旋作用流到旋转的提升斗内。提升到上部，经过分离筛去毛刺、钉子、芯骨、 砂、粒等。完整的弹丸经导入管再送入抛丸器内。 设计针对小批量零件的清理工作，是有较好的实用价值和经济效益。 设计对象为总装、弹丸循环及分离装置、除尘器设计、提升斗。 本机利用带有独特的集尘装置安装地点不受车间同风管路的限制卫生条件好，本机 设有自动停车装置，操作简便。 关键词：型砂 氧化铁皮 毛刺 螺旋 指导老师签名指导老师签名： 学士学位论文 shot blasting machine drum and structural design of the overall abstract: the drum-type shot blasting machine works by using high-speed rotation of the impeller within the projectile thrown constantly turning roller cone castings or forgings, to remove residual sand or the surface oxide skin, clean uniform, high efficiency, suitable for in small and medium casting and forging shop clean up small pieces to use to solve a small part of the clearance volume. the design process, using a slow drive roller chain drive and enhance the struggle of the rotation cycle of the experimental use of the projectile. in order to remove residual casting or forging the surface of sand or iron oxide with a high-speed rotation of the impeller pillay will continue to turn within the projectile thrown to the drum parts. required to achieve the following purposes: a comprehensive use of mechanical and electrical knowledge; b projectile design cycle and the separation device; c filter design; d shot cycle and separation equipment, dust collector parts of the design. using a gear-driven shot blast wheel drum work, while the use of dry-type dedusting cyclone dust separation device work. projectile loop device of roller retaining plate in between the spiral shell with a separate screen to upgrade the big dipper and composition. firing projectiles thrown by the impeller workpiece, the roller retaining plate from the grid plate and the cylinder bore into the shell protecting the gap between the have, the use of screw rotation to enhance the role of flow within the bucket. elevated to the top, through the separation screen deburring, nails, core bone, sand, grain and so on. complete projectile shot by the import into the canal inside. designed for small batch parts cleaning work, there is a good practical value and economic benefits. design object for the assembly, projectile circulation and separation devices, filter design, promotion fight. this machine is used with a unique location from workshop dust collection equipment installed wind pipe with good sanitary conditions restrictions, this machine is equipped with automatic stop device, easy to operate. keyword: moulding sand millscale burr helix 学士学位论文 signature of supervisor: 目目 录录 1 前言1 2 总体方案论证2 2.1 方案一 摩擦传动 3 2.2 方案二 带传动 3 2.3 方案三 齿轮传动 3 2.4 方案四、蜗杆传动 .4 3 提升斗的设计分析.6 3.1 旋风除尘器的特点 .6 3.2 粉尘的概念 .7 3.3 粉尘的计算 .8 3.4 粉尘的粘着性 .8 4 离心除尘技术.10 4.1 离心式除尘工作原理 10 4.2 转圈理论(沉降分离理论) 11 4.3 平街轨道理论 (假象圆筒学说) .11 4.4 边界层分离理论 11 4.5 计算比传速 11 4.6 计算最大弯曲应力.13 4.7 旋风除尘器构造对性能的影响 14 4.7.1 除尘器的直径及高度.14 4.7.2 进口和出口形式 14 4.8 卸灰装置 15 4.9 灰斗 16 5 旋风除尘器的计算18 学士学位论文 5.1 流体阻力计算 18 5.2 除尘效率计算.18 5.3 运行各数对性能的影响 19 6 旋风除尘器的注意事项.21 7 旋风除尘器的防磨损措施22 8 总结.23 参考文献 24 致 谢 25 附 录 26 滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计滚筒式抛丸清理机的总体和结构设计 1 1 前言前言 课题来源于指导老师自选课题，本滚筒式抛丸清理机的工作原理是利用高速回转的 叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的锥铸件或者锻件，来清除其表面的残余型砂或者氧化 铁皮、清理均匀、生产效率高，适宜于中、小型铸锻车间清理小件使用，解决了小批量 学士学位论文 零件的清理工作。 设计过程中，利用一级链传动减速带动滚筒和提升斗的回转和实验弹丸的循环使用。 为了清除铸件或锻件表面的残余型砂或氧化铁皮利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚 筒内不断翻转的零件。要求达到如下目的：a 综合运用机械和电器知识；b 弹丸循环及分 离装置设计；c 除尘器设计；d 弹丸循环及分离装置、集尘器零件的设计。 采用一级齿轮传动带动的抛丸器滚筒的抛丸工作，同时，运用干式旋风型除尘装置 进行尘土分离工作。弹丸循环装置由滚筒护板于壳体之间的螺旋带提升斗及分离筛组成。 由叶轮抛出的弹丸射击工件之后，从滚筒护板上的格子孔进入护板与筒壳体之间得空隙 内，借助螺旋作用流到旋转的提升斗内。提升到上部，经过分离筛去毛刺、钉子、芯骨、 砂、粒等。完整的弹丸经导入管再送入抛丸器内。 设计针对小批量零件的清理工作，是有较好的实用价值和经济效益。 设计对象为总装、弹丸循环及分离装置、除尘器设计、提升斗。 我们通过和指导老师的一起现场测量，得出了一些基本数值供设计参考使用。 本机利用带有独特的集尘装置安装地点不受车间同风管路的限制卫生条件好，本机 设有自动停车装置，操作简便。 学士学位论文 2 2 总体方案论证总体方案论证 本型号抛丸机是利用高速旋转的叶轮使弹丸抛出碰撞零件表面。工件都放在滚筒内 部，滚筒以一定的速度旋转，可以用来翻转零件是除尘效率提高。综合考虑有 3 种布局 方式。 a 方案滚筒由 4 个小摩擦轮带动，小摩擦轮由电机带动。电机和除尘器一起安装 在滚筒后面。 图 2-1 抛丸机布局形式 b 方案滚筒的传动为带传动，使用带传动结构形式也不是比较复杂。结构也比较 合理。 c 方案除尘器和电机分别安装在滚筒 2 侧。综合考虑 q3110 抛丸机使用场合，使 用方便，降低成本。该机采用方案 a.如图(2-1) 学士学位论文 2.12.1 方案一方案一 摩擦传动摩擦传动 a 摩擦传动的优点：a.制造简单、操纵方便 b.维护方便、节省材料。 b 摩擦传动的缺点:a.效率低 b.稳定性差。利用两个或两个以上互相压紧的轮子之间 的摩擦力传递动力和运动的机械运动。摩擦轮传动可分为定传动比和变传动比的传动两 类。工作时，摩擦轮之间必须有足够的压紧力，以免产生打滑现象，损坏摩擦轮，影响 正常传动。 图 2-2 摩擦传动简图 2.22.2 方案二方案二 带传动带传动 此处省略 nnnnnnnnnnnn 字。 a带传动的主要优点：a.缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；b.带传动靠摩擦力传动， 过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；c.适用于两轴中心矩较大的 场合；d.结构简单，制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。 b.带传动的缺点：a.不能保证准确的传动比；b.需要较大的张紧力，增大了轴和轴 承的受力；c.整个传动装置的外廓尺寸较大，不够紧凑；d.带的寿命较短，传动效率较 低。 鉴于上述特点，带传动主要适用于：a.速度较高的场合，多用于原动机输出的第一 级传动。b.中小功率传动，通常不超过 50kw。c.传动比一般不超过 7，最大用到 10。d. 学士学位论文 传动比不要求十分准确。 2.32.3 方案三方案三 齿轮传动齿轮传动 a.齿轮传动的主要优点是：a.瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递 空间任意两轴之间的运动和动力；b.适用于功率和速度范围广，功率从接近于零的微小 值到数万千瓦，圆周速度从很低到 300 m/s；c.传动效率高，=0.920.98，在常用的 机械传动中，齿轮的传动效率较高；d 工作可靠，使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。 b.齿轮传动的主要缺点：制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高， 不宜用于较远距离两轴之间的传动。 2.42.4 方案四、蜗杆传动方案四、蜗杆传动 a.蜗杆传动的主要优点有：a.传动比大，结构紧凑。传递动力时，一般 i=8100；b.蜗 杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、振动小、噪声低；c.当蜗杆的 导程角小于当量摩擦角时，可实现反向自锁，即具有自锁性。 b.蜗杆传动主要缺点有：a.因传动时啮合齿面间相对滑动速度大，故摩擦损失大， 效率低。一般效率为 =0.70.9；具有自锁性时 0.5。所以不宜用于大功率传动； b.为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗杆一般使用贵重的减摩材料制造，故成本高；c.对 制造和安装误差很敏感，安装时对中心矩的尺寸精度要求很高。 综合分析上述四种方案，从传动效率、传动比范围、传动速度、制造成本和安装精 度、传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，知本设计课题的传动方案采用方案一，即采用 摩擦传动。滚筒直接由小滚轮摩擦带动。传动方式示意简图如下(图 2-3); 学士学位论文 图 2-3 滚筒传动方式简图 学士学位论文 3 3 提升斗的设计分析提升斗的设计分析 该抛丸机设计有 16 个提升斗 每个提升斗可近视看作为一个长方体，其体积为 v=1221472790/16=0.5l 3.13.1 旋风除尘器的特点旋风除尘器的特点 q3110 抛丸机提升斗和滚筒连成一体，提升斗随滚筒一起旋转。 除尘器的选择：除尘器有旋风型除尘器和电除尘器几类。考虑本性能、使用场合、 制造成本，本机采用离心式旋风除尘器。该除尘器总体设计方案图(3-1)： 图 3-1 除尘器 a.优点 旋风除尘器没有运动部件，制作、管理十分方便；处里相同的风量情况下体积小， 价格便宜：作为除尘器器使用时，可以立式安装，也可以卧式安装，使用方便；处理大 风量便于多台并联使用，效率阻力不受影响。 b.缺点 卸灰阀漏同时会严重影响除尘效率；磨损严重，特别是处理高浓度或琢磨性大的粉 尘时，入口处和锥体部位容易磨坏；除尘效率不高，单独使用有时满足不了含尘气体排 放浓度的要求。 学士学位论文 3.23.2 粉尘的概念粉尘的概念 粉尘的来源： 在粉尘的来源中，自然过程产生的粉尘一般靠大气的自净作用，而人类活动产生的 粉尘要靠除尘措施来完成，例如工业产生粉尘就要靠除尘设备来完成。q3110 抛丸机的除 尘器主要就是用来排除抛丸过程中所产生的粉尘。 粉尘的定义为： 由自然力或机械力产生的，能够悬浮于空气中的固体微小颗粒。国际下，使粉尘或 雾滴从静比状态变为悬浮于空气中的现象称作尘化作用，从静比状态变为悬浮于空气中 的现象称作尘化作用。 按粉尘粒径大小可以把粉尘分为： a.可见粉尘；可见粉尘是指用肉眼可见，粒径大于 10um 以上的粉尘。 b.显微粉尘；显微粉尘是指粒径为 02510um 可用一般光学显微镜观察的粉尘， c.超显微粉尘；超显微粉尘是指粒径小于 025um只有在超显微镜或电子显微镜下 可以观察到的粉尘。 q3110 抛丸机主要的粉尘是 7um 以上的尘土。本机可以将 7um 以上的尘土完全分离， 但 7um 以下的粉尘是与排气一起排出的，所以按设管道将排气导出室外。 粉尘有多种多样的性质按粉尘的物性分为： a.亲水性粉尘、疏水性粉尘； b.不粘粉尘、微粘粉尘、中粘粉尘； c.可燃性粉尘、不燃粉尘； d.高比电阻粉尘、一般比电阻值粉尘、导电性粉尘； e.纤维性粉尘、颗粒性粉尘。 上将粒径小于 75lun 的固体悬浮物定义为粉尘。在通风除尘技术中，一般将 1 至 200 乃至更大的粒径的固体悬浮物作为粉尘。m 向空气中放散粉尘的地点或设备称作尘源。q3110 抛丸机产生的粉尘主要是由锻件或 铸件被高速的钢珠碰撞后掉下的残余型杀或者氧化铁皮。在自然力或机械力作用 粒径大于 1um，小于 20um 的尘粒随运载它的气体运动，大于 20um 的颗粒具有明显的 沉降速度，因此在空间停留时间很短。密度为 1g/cm 的尘粒的沉降速度由表可以查表3 3 得: d=0.1um v=cm/s 5 104 学士学位论文 d=1um v=cm/s 3 104 d=10um v=0.3cm/s q3110 型除尘器主要灰尘粒径为 7um 以上的尘粒，故取 d=10um；v=0.3cm/s 3.33.3 粉尘的计算粉尘的计算 ；相对频率 f=0.58 3.43.4 粉尘的粘着性粉尘的粘着性 尘粒之间由于互相的粘着性而形成团聚，有有利于分离的。颗粒与器壁间会产生粘 着效应 学士学位论文 4 4 离心除尘技术离心除尘技术 气流在做旋转运动时，气流中的粉尘颗粒会因受离心力的作用从气流中分离出来。 利用离心力进行除尘的技术称离心除尘技术。利用离心力进行除尘的设备称为旋风除尘 器. 4.14.1 离心式除尘工作原理离心式除尘工作原理 旋风除尘器由带锥形底的外圆筒、进气管、排气管(内圆筒)，圆锥筒和贮灰箱排灰 阀等五部分组成。排气管插入外圆筒形成内圆筒，进气管与外圆相切，外圆筒下部是圆 锥筒，圆锥筒下部是贮灰箱 含尘气流以 1424m/s 的高速度从进气口进入后，由于受到外圆筒上盖及内圆筒壁 的限流，迫使气流做自上而下的旋转运动，通常把这种运动称为外旋流。在气流旋转过 程中形成很大的离心力：尘粒在离心力的作用下逐渐被甩向外壁，井在重力的作用下 沿外壁面旋转下落，直至贮灰箱。旋转下降的外旋流因受到锥体收缩的影响渐渐向中心 汇集下降到一定程度时，开始返回上升形成一股自下而上的旋转运动一般把这种 运动称为内旋流。内旋流不含大颗粒粉尘，所以比较干净，可以经内筒排向大气。但是， 由于内外两旋转气流的互相干扰和渗透，容易把沉于底部的尘粉带起，其中一部分细 小的粒子又被带走，这就是除尘器内的二次飞扬现象。为减少二次飞扬提高除尘效率， 在圆锥体下部往往设置阻气排尘装置。查资料得出，尘粒在旋风除尘器内的运动是很复 杂的。它不仅有圆周运动径向运动和轴向运动，而且在尘粒沉降过程中还有线速度的 变化和离心加速度的变化因此不应把旋风除尘器的工作原理看得过于简单，在旋风 除尘器内外旋流逐渐向下旋转，内旋流逐渐向上旋转，向上与向下旋转气流分界面上 各点的轴向速度为零，分界面以外的气流切线速度随其与轴心距离的减小而增大，越接 近轴心，切线速度越大；分界面以内的气流切向速度随其与轴心距离的减小而降低；值 得注意的是旋风防尘器内气流径向速度方向与尘粒的径向速度方向相反粉尘粒子由 内向外运动气体则由外向轴心流动。由于气流旋转的原因，旋风除尘器内压强越接近 轴心处越低，即使设备在正压操作下轴心处仍处在负压状态。因此，在排气管至贮灰 箱之间有任何漏风，都会导致除尘效率的明显降低。 旋风除尘器内的气流及颗粒运动十分复杂对于颗粒的分离捕集机理做出许多简化 假设后，形成各种不同的分离机理模型主要有转圈理论平衡轨道理论及边界层分离 理论等； 学士学位论文 4.24.2 转圈理论转圈理论( (沉降分离理论沉降分离理论) ) 转圈理论是由重力沉降室的沉降原理发展起来的：其原理是粉尘颗粒受离心力作 用，沉降到旋风除尘器壁面所需要的时间和颗粒在分离区间气体停留时间的相平衡从 而计算出粉尘完全被分离的最小极限粒径，即分离效率为 100的粉尘颗粒最小粒。 100 d 设进入旋风除尘器内气流假定为等速流(速度分布指数 n=o)，即气体严格地按照螺旋途径， 始终保持与进入时相同的速度流动，而颗粒随气体以恒定的切向速度(与位置变化无关)。 由内向外克服气流对它的阻力，穿过整个气流宽度，流经一个最大的净水平距离，最后 到达器壁被分离。 4.34.3 平街轨道理论平街轨道理论 ( (假象圆筒学说假象圆筒学说) ) 一定直径的粉尘颗粒，因旋转气流而产生的离心力 f，将会在平衡轨道上与向心气流 对它作用的 stokes 贴阻力 p 达到平衡，而平街轨道往往看作是排气管下端由最大切向速 度的各点连接起来的一个假想圆筒-这种处于平衡状态的颗粒，由于种种原因，平衡将随 时都会遭到破坏：有时离心力 f 大干阻力 p，有时则 p 大于 f。两者出现的几率是相等的 -因此在假想圆筒上的颗粒具有 50的分离效率，工程应用中常把此颗粒直径称为切 割粒径切割粒径表示粉尘有 50被捕集另外 50的几率不被捕集。 4.44.4 边界层分离理论边界层分离理论 平街轨道理论没有考虑紊流扩散等影响而这种影响对于粉尘细颗粒是不可忽视的， 20 世纪 70 年代有人提出横向渗混模型认为在旋风除尘器的任一横截面上，颗粒难度的 分布是均匀的，但在近壁处的边界层内，是层流流动只要颗粒在离心效应下浮游进入 此边界层内，就可以被捕集分离下来，这就是边界分离理论。 4.54.5 计算比传速计算比传速 叶片的综合分析与计算 通风机的结构简单，制造方便，叶轮一般采用钢板制成, 通常采用焊接，有时也用 铆接。本机采用焊接制成。通风机可以做成右旋和左旋两种。本机采用最普通的右旋方 向，即顺时针方向旋转。 风机的传动方式，该设计中采用电机和叶轮之间联结，把叶轮直接安装在电机轴上。 结构紧凑、制作方便、降低成本。 叶轮是除尘器的心脏部分，他的尺寸和几个形状对除尘器的特性有着重大的影响。 学士学位论文 采用直间传动，选用 2825r/min 的电动机，通风机比转速为： 图 4-2 弯曲应力图 当吊环作用 a 点时，弯矩为 a,当作用在 a、b 两点之间的 c 点，弯矩为 b，当正的最 大值和负的最大值挠度力矩有一个最小值时，将发生最小弯曲应力，这就是当两者相等 时，将发生最小的弯曲应力，这就是当两者相等()，会引起最大正弯矩或负弯矩 1 mm 的增加，使最大的正负弯矩相等。 2 2 6 . 0 2 1 6 . 0 2 1 xrx c 学士学位论文 4.74.7 旋风除尘器构造对性能的影响旋风除尘器构造对性能的影响 4.7.14.7.1 除尘器的直径及高度除尘器的直径及高度 除尘器的直径及高度对其性能有直接影响，理论上讲，旋风除尘器简体越小，气流 运动给予粉尘粒子的离心力越大能够获得的除尘效率高，相应的流体阻力也越大。因 此，外形细长的旋风除尘器比短相的除尘器效率高且能够捕集较细的尘粒，但流体阻 力较大对于筒体高度的取值一般认为，性能较好的旋风除尘器直筒部分的高度为其 直径的 12 倍，锥体部分的高度为直径的 13 倍，锥体底角为 25 度40 度。q3110 型 抛丸机的除尘设备采用了这种设计方案。 4.7.24.7.2 进口和出口形式进口和出口形式 旋风除尘器的进口形式有 4 种：a 最普通的入口形式是气流外缘与除尘器简体相切； b 入口外缘壳体为渐开线形或对数螺线形：c 入口外壳类似三角形，下部与简体相切，上 部为螺旋面形；d 气流从轴向进入在螺旋力的作用下。旋转进入筒体 不同的进口形式有着不同的性能特点和用途对小型旋风除尘器，如旋流子多用 第四种形式。 就性能而言。以蜗壳行结构的入口性能较好，蜗壳与简体相切面角度以气 流旋转 180 后简体外缘相切为宜： 除尘器入口断面的宽高之比也很重要。宽高比越小，进口气流在径向方向越薄，越 有利于粉尘在圆筒内分离和沉降，除尘效率就越高。因此，进口断面多采用矩形，高宽 之比值为 2 左右 排气筒的插入深度与除尘效率有直接关系：插入加深，效率提高，加大；插入变浅， 效率降低， 阻力减小：这是因为短浅的排气筒容易形成短路现象造成部分尘粒，来不 及分离便从排气筒排走。因此，本机的旋风除尘器排气筒下端与进气管的下缘平齐。 图 4-3 除尘器常见入口形式简图 本机采用切向进口的型式如图（4-4） 。切向进口是最好的进口方式，它可以最大限 度的避免进入气体与旋转气流之间的干扰，以提高效率。 学士学位论文 图 4-4 除尘器入口形式 4.84.8 卸灰装置卸灰装置 卸灰装置兼有卸灰和密封两种功能是影响除尘器性能的关键部位之一。假如卸灰 装置处有漏气现象，非但影响除尘器的正常排灰，而且严重影响除尘效率、因此，理想 的卸灰装置应该具有结构简单，动作灵活排灰及时和严密不漏风等特点。 不管哪一种卸灰装置，查表可得，如果漏风量占到总风量的 1时则除尘效率降低 5：漏风量占 5时，除尘效率降低约 50；漏风量占 15时除尘效率会降低到很低 的数值。故本机在卸灰斗门上可以加一层橡胶用来起密封作用，可以提高除尘器性能。 排气管常见的排气管有两种形式：一是下端收缩式；另一种是直筒式。在设计分离 较细粉尘的旋风除尘器时，可考虑设计为排气管下端收缩式。排气管直径越小，则旋风 型除尘效率越高，压力损失也教大：反之，除尘器效率越低，压力损失也越小。排气管 直径对效率和阻力影响如图（4-5） 图 4-5 排气管直径对除尘效率与阻力系数的影响 学士学位论文 由于本机主要灰尘粒径在 7um 以上，故应采用直筒式排气装置，可提高除尘起性能， 还可降低该机成本。 4.94.9 灰斗灰斗 灰斗是旋风除尘器设计中不容忽视的部分。因为在除尘的锥度处气流处于湍流状态， 而粉尘也由此排出容易出现二次夹带的机会，如果设计不当，造成灰斗漏气，就会使粉 尘的二次飞扬加剧，影响除尘效率。比较好的解决方案是设置阻气装置，减少气体进入 灰斗，降低二次飞扬，提高该机除尘器效率。q3110 型号抛丸机除尘器采用图 4-6 形式灰 斗。 图 4-6 灰斗形式 学士学位论文 5 5 旋风除尘器的计算旋风除尘器的计算 旋风除尘器的基本计算是确定主要尺寸：但是在工业生产应用除尘器时设备，只要 恰当地选型就可以。 5.15.1 流体阻力计算流体阻力计算 旋风除尘器的流体阻力，用气体进口到出口的压力损失表示，当忽略进口和出口管 中的流体动压差时，由式汁算： 式中 -流体阻力，pa；p -阻力系数 v -除尘器进气口气流速度，m/s i -含尘气体密度，kg/m 3 阻力系数值按下面经验公式求出： 式中 a-除尘器入口断面积， 2 m -除尘器外圆筒的内径，m； 1 d -除尘器内筒的内径，m； 2 d -除尘器圆筒部分高，m； 1 h -除尘器圆锥部分高，m。 2 h 除尘器的压力损失一般控制在 500 至 1500pa 之间，过大的压力损失虽然能换取较高 的除尘效率，但能耗太大，显然是不可取的。常规旋风除尘器内务部分的压力损失对总 压力损失所占的比例中入口损失占 7，出口损失占 20，本体内动压损失占 30， 灰斗损失占 33边壁摩擦损失占 10。 5.25.2 除尘效率计算除尘效率计算 除尘效率的高低取决于多种因素，其中粉尘颗粒的大小有着重要影响，在一般情况 下效率按下式计算： 96% 1 2 122 1 2 ln18 exp1 r r rrwr qd 学士学位论文 式中：-旋转除尘器的除尘效率； -粒子的密度，kg/m ； p 3 q-处理风量，；hm / 3 d-粒子直径，m； -旋转角度，rad； 1 -空气的动力粘度， ；spa w-流体旋转螺距，m； r -流体内侧半径，m； 1 r -流体外侧半径，m。 2 5.35.3 运行各数对性能的影响运行各数对性能的影响 运行参数对性能的影响有以下几方面： a.气体流量 气体流量或者说除尘器人口气体流速对除尘器压力损失,除尘效率部 有很大影响.从理论上来说,旋风除尘器的压力损失与气体流量的平方成正比，因而也和 人口风速的平方成正比(与实际有一定偏差)。 入口流速增加，能增加尘粒在运动中的离心力，尘粒易于分离，除尘效率提高。除 尘效率随人口流速平方根而变化、但是当人口速度超过临界值时絮流的影响就比分离 作用增加得更快，以致除尘效率随人口风速增加的指数小于 1。若流速进一步增加，除尘 效率反而降低。因此，旋风除尘器的人口风速宜选取 1823m/s b.含尘气体的物理性质 旋风除尘器的阻力受气体的温度和压力影响，因温度提高除 尘器阻力下降，效率也降低。 旋风除尘器的效率随气体粘度的增加而降低。当气体温度增加时气体粘度也就增 加。所以在人口风速一定时除尘效率随气体温度增加而下降。 c.粉尘的粒径和密度-粉尘的粒径分布是影响旋风除尘器的重要因素。大粒子要比小 粒子更容易分离，除尘效率随尘粒密度的增大而提高； d.含尘浓度 气体的含尘浓度耐旋风除尘器的陈尘效率和庄力损失也有影响。试验结 果表明，压力损失随含尘负荷增加而减少，这是因为径向运动的大量尘粒拖曳了大量空 气；粉尘从速度较高帅气流向外运动到速度较低的气流中时把能量传递给蜗旋气流的 外层，减少其需要的压力，从而降低压力降。 由于含尘浓度的提高，粉尘的凝聚与团聚性能提高。因而净化效率有明显提高。但 是提高的速度比含尘浓度增加的速度要慢得多，因此，排山气体的含尘浓度总是随着入 口处的含尘浓度的增加而增加。 学士学位论文 e.含湿量。气体的含湿量对旋风除尘器工况有较大影响。如分散度很高而粘着性很 小的粉尘(小于 10um 的颗粒含量在 30%40，含湿量为 l)气体在旋风除尘器中净化 不好。若细颗粒量不变，湿度量增加 5-i0时，那么颗粒在旋风除尘器内互相粘结成 比较大的颗粒，这些大颗粒被猛烈冲击在器壁上、气体净化将大有改善所以有往除尘 器内放些蒸汽来提高效率的做法，但是注意气体中的水蒸气在除尘器内壁的凝结使尘 粒可能粘附在器壁上而降低操作的可靠程度。 f.漏风率。除尘器的漏风对净化效率有显著影响，尤其以除尘器排灰口的漏风更为 严。 学士学位论文 6 6 旋风除尘器的注意事项旋风除尘器的注意事项 a.旋风除尘器净化气体量应与实际需要处理的含尘气体量一致。 b.旋风除尘器入口风速要保持 l823m/s。低于 18m/s 时，其除尘效率下降；高于 23m/s 时，除尘效率提高不明显，但阻力损失增加，耗电量增高很多。 c.旋风除尘器能捕集到的最小尘粒应等于或稍小于詖处理气体的粉尘粒度。 d.当含尘气体温度很高时，要注意保温，避免吸收水分，露点为 3050时，除尘 器的强度最少应高出 30左右，假如粉尘吸水性较强(如水泥、石膏和含碱粉尘等)，露 点为 3050时除尘器的温度应高出露点强度 40 一 50。 e.旋风除尘器结构的密闭要好，确保不漏风。尤其是负压操作，更应注意卸料锁风 装置的可靠性。 f.易燃易爆粉尘，应设有防爆装置，防爆装置的通常做法是在入口管道上加一个安 全防爆阀门： g.当粉尘粘性较小时，最大允许含尘量浓度与旋风筒直径有关，即直径越大其允许 含尘量浓度也越大。 学士学位论文 7 7 旋风除尘器的防磨损措施旋风除尘器的防磨损措施 由于高速含尘气体对除尘设备内壁的强烈冲刷，除尘器的壳体阀门或官道就被磨损， 特别是旋风除尘器的蜗壳和锥体的部分的磨损更为重。因此，解决好除尘器的设备磨损 问题是保证除尘正常工作的重要环节。 解决磨损问题的途径，既可以采用耐磨损材料(如花岗岩、陶瓷等制作除尘本体(如 麻石水膜除尘器或陶瓷多管旋风除尘器等)，也可以采取在除尘器的易损总部位敷设耐磨 材料或采用磨损内衬(如铸石或瓷砖等)的方法解决。考虑到本机性能和成本节省，该抛 丸机除尘器采用在除尘器的易损总部位敷设耐磨材料以减少磨损。水分在除尘器内凝结。 假如粉尘不 学士学位论文 8 8 总结总结 a.本机械适合一些精密铸件或不规则工件的表面清理，可以多角度有效清除工件表 面的氧化皮、铁锈、型砂等表面附着物，增加被处理工件表面光洁度。被处理工件在处 理过程中不断旋转。 b. 除尘效果高，适合多种工况情况下的使用 c.该设备具有结构紧凑，占地面积小、滤袋寿命长、运行稳定可靠维护保养方便等 优点。 d.适用于小型型材的抛丸处理。安装时无需地坑，节省场地。 e. 本抛丸机用链轮减速传动带动滚筒和提升斗的回转，从而实现了弹丸的循环使用； 采用齿轮减速传动抛丸器的抛丸工作；另外，运用干式旋风型除尘装